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    對智能科學技術教學的幾點認識

    來源:UC論文網2017-11-12 09:10

    摘要:

     智能科學技術是數學、物理、電子、計算機和信息處理以及哲學、生命科學等多學科交叉的綜合性學科。智能科學技術課程的教學目標是培養具有信息科學、智能科學、腦與認知科學、現代科學方法學基本理論知識

      智能科學技術是數學、物理、電子、計算機和信息處理以及哲學、生命科學等多學科交叉的綜合性學科。智能科學技術課程的教學目標是培養具有信息科學、智能科學、腦與認知科學、現代科學方法學基本理論知識,掌握計算機、人工智能系統、信息網絡、信息處理、自動控制、系統優化專業知識和綜合技能的高級復合型人才。


      在一定程度上,智能科學與技術代表著信息技術的前沿,其理論研究與應用開發對我國現行的教育與教學理念提出了挑戰。在現有的教育體系中增加智能理論和智能技術教學,對全面培養學生的信息素養、創新的思維方式,激發他們對信息技術的追求具有積極意義。因此,為適應社會對從事智能化產品研發人員的迫切需求,同濟大學電子與信息工程學院近年來率先提出并建設智能科學與技術課程鏈,包括計算機控制系統、機器人與人工智能、智能技術等,力圖建成各環節有機聯系、具有較寬覆蓋面的“課程鏈”。


      在實際教學中,為了適應快速的技術發展趨勢,更好地利用有限的教學資源、實驗資源和課時約束,近年來,我們對智能科學與技術相關的各門課程進行了整合,對課程的教學理念與內容、教師素質培養、教學方法與手段等方面進行了全方位的研究與實踐。


      1師生共同實現自我

      葉瀾教授指出:“教師應該具有與時代精神相通的教育觀念[1]。”智能科學技術相關的課程涉及大量前沿科學,我們必須跟上甚至超越先進國家的研究步伐。根據研究型大學創新人才培養的目標定位,吸收現代先進教育觀念,我們樹立了師生共同實現自我的教學理念。


      教學主體應同時包括學生和教師,成功的教學有賴于建立和諧的師生關系[2]。一直以來,以學生為中心已成為大家的共識,學生既是大學的服務對象又是大學品牌的建設者和傳播者,社會對大學的認可正是基于畢業生服務社會的能力和表現,因此教學必須從學生的長遠利益出發,創造學生價值[3]。智能科學技術具有快速的發展趨勢和交叉的學科特性,因此要求師生共同把握潮流脈動。學生要積極地、主動地、有目的地學習并創新,也就是“學會學習”,同時帶給教師最現代、最嶄新的觀點與視野。譬如在今年的計算機控制系統課程設計中,幾名學生針對春運火車票實名制運行中因人工進行身份核對造成的大負荷工作量、檢票時間過長等新問題,大膽提出了火車票實名制電子客票系統的設計方案,以及利用已經商品化的身份證檢測裝置進行智能檢票原型機開發的設想。這讓我們驚喜地認識到教育已經不再是簡單的知識灌輸,而應能夠啟發學生自主地尋找問題、發現問題,從而解決問題。


      面對智能化發展趨勢,教師不再是一部百科全書,而應變成向導、顧問及合作伙伴,幫助學生在獨立思考的道路上加速前進,引導學生發現新問題,掌握新知識,使學生將理論與實踐有機結合,具備合作與解決問題的能力[4]。而教師也在教學過程中不斷提升自己,強化專業水平,師生共同進步,實現自我。在機器人與人工智能課程中,講授實際機器人受到各種不同約束,只用理論公式講解不僅枯燥而且不易理解。在和學生答疑討論的過程中,我們發現將這種約束用動畫表示出來,學生很感興趣并且易于掌握各種約束的實質。動畫的制作本身就體現了智能技術的發展,學生在這方面的技能往往比教師更新潮、更先進,教師在此時也從學生處獲得更多技巧,豐富自我。通過師生間的高頻互動,實現教學相長,提高了教師的教學與學術能力。


      2加強教師素質培養

      智能科學技術的知識更新速度很快,自20世紀70年代末開始,智能技術應用的基礎——處理器已經更新換代了好幾代,相應的高校實驗課程也隨之調整。進入21世紀,技術發展更快,此時在教學中僅依賴個別老教師就顯得力不從心。較其他學科,智能科學技術教學對教師提出了更高的要求,更應加強教師梯隊尤其是青年教師的培養工作。為此,我院始終堅持制訂并實施人才培養計劃,推薦和選派中青年骨干教師出國開展教學科研學術交流,及時把握國外頂尖知名大學的專業與學科建設動態信息。在與國際知名企業合作的同時,多次派教師赴企業進行實地參觀學習,在引進先進技術的同時也學習其先進的管理觀念,使教師具有更合理的能力結構。


      另外,我們也借助學校平臺開展教師隊伍的自身培訓工作,通過青年教師講課競賽、老教師教學經驗講座以及邀請國內外專家來校交流等形式,進行教學理念和教學方法的交流;發揮新老教師在教學經驗、知識面和智能技術應用能力等方面的特長,組織各種教學業務活動,積極推動新老教師之間的相互交流和學習。


      教材建設和課件建設是培養青年教師的重要載體。在參編教材過程中,青年教師加深了對課程理論體系、相關技術發展及如何將科研成果運用到教學當中的了解。相比美、歐、日等發達國家,我國的智能科學技術較落后,因此青年教師應充分發揮外語好的優勢,直接從外文文獻中獲得最新資訊,傳遞給學生。


      同時,我們也對雙語教學乃至全英語教學進行了有益探索,對青年教師提高專業素質和職業素質起到了良好的推動作用。

      教育是一個使教育者和受教育者都變得更完善的職業。只有當教育者自覺地完善自己時,才能更有利于學生的完善與發展[5]。


      3科研與教學結合、學習與創新結合

      實踐是新世紀人才培養的關鍵環節[6]。智能科學技術與實際相結合才能得到持續的發展。教師的科研與教學相結合、學生的學習與創新實踐相結合,是智能科學技術教學的一個有益探索與嘗試。在教學過程中,教師將最新科研成果融入教學過程,利用科研方面的優勢,教學相長,形成科研與教學的良性互動。學生在學習過程中能夠不斷跟蹤國際研究的前沿,掌握和了解該學科的成就和發展狀況,有利于提高專業素質,拓寬知識面,強化超前意識。


      通過將科研項目與課程建設相融合,如國家863高技術項目、國家自然科學基金項目、國際合作項目、省部級科研項目等,使得本科教學與實踐創新過程和科研項目息息相關,成為智能科學技術實踐教學的重要延伸。近幾年,我校以國家級科研項目和科技競賽為背景設立主題研學項目,如機器人技術研究小組、智能小車技術研究小組、嵌入式系統研究小組等,產生了一大批學生創新成果和競賽佳績,在全國大學生電子設計競賽、RoboCup(機器人世界杯賽)、飛思卡爾智能車大賽、嵌入式系統等連續獲得30余個重要獎項。在2009年的RoboCup類人組足球賽中,我校借助科研項目對雙足移動機器人的研究成果,成功地將視覺處理、基因算法在步態學習中的應用以及基于生物誘導機制的步態產生運用到NAO上,克服了時間短、經驗少等問題,成功取得決賽權并進入了16強。


      在智能科學技術課堂教學的同時,我們借助校計算機與信息技術國家實驗教學示范中心、大學生電子信息科技創新基地、實驗中心及大學生創新計劃,為課內綜合性教學、課外實驗選修課、實驗研討課、自主研學等提供了廣闊的選擇空間,極大地促進了學生創新意識的培養和實踐能力的提高。


      4結語

      智能科學技術在未來人類社會將起到越來越重要的作用。相比其他學科,該學科具有發展速度快、知識面寬、綜合性強等特點,因此在教學中必須針對這一特性做出必要的改革和創新。改革要兼顧知識的傳授、能力的培養和素質教育,必須是教師和學生同時作為主體的自我提升過程,從而實現培養具創新意識、思維、能力的21世紀適應型人才的目標。


      參考文獻:

      [1]葉瀾.教師角色與教師發展新探[M].北京:教育科學出版社,2001.

      [2]劉百來,白淑紅.大學生創新能力的培養與工程力學教育[J].中國科教創新導刊,2010(13):17.

      [3]奚紅妹.大學品牌的內涵[J].國際商務研究,2005(3):20-22.

      [4]吳夏妮.談項目教學法對教師的要求[J].華章,2010(12):87-88.

      [5]韓潔,王諾.論新時期教育發展對教師素質結構的要求[J].中小企業管理與科技,2009(12):153.

      [6]邵長發.工程技術教學素質教育初探[J].中國農業大學學報,1999(4):74-77.

      DiscussiononTeachingofIntelligentScienceandTechnologyinTongjiUniversity

      WANGZhu-ping,CHENQi-jun

      (DepartmentofControlScience&Engineering,CollegeofElectronics&InformationEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)

      Abstract:Inthispaper,teachingphilosophy,qualitytrainingofteachersandcreativepracticeteachingofIntelligentScienceandTechnologyarediscussedbasedonthepracticalteachingexperiencesandactivitiescarriedoutinCollegeofElectronicsandInformationEngineering,TongjiUniversity.

      Keywords:IntelligentScienceandTechnology;teachingphilosophy;qualitytraining;creativepractice


      (編輯:張玥)

      來源:計算機教育 2010年19期

      作者:王祝萍 陳啟軍


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